非共有電子対とは?見分け方・数え方から分子の形の理由まで徹底解説

非共有電子対とは?見分け方・数え方から分子の形の理由まで徹底解説

非共有電子対とは?見分け方・数え方から分子の形の理由まで徹底解説の基礎知識と応用に迫る! 専門的な視点で紐解きます。

化学の学習で最初につまずきやすいのが、電子に関する似通った専門用語の混同です。まずは、非共有電子対、共有電子対、価電子、そして最外殻電子という4つの概念を混じり気なく峻別しておきましょう。

すべての原子は中心の原子核と、その周りを回る電子で構成されています。電子は内側の電子殻(K殻、L殻、M殻…)から順に収容されていきますが、化学反応において主役となるのは最も外側の殻に存在する最外殻電子です。そして、結合の手として実際に機能する最外殻電子のことを価電子と呼びます。希ガス(ヘリウム、ネオン、アルゴンなど)は最外殻に電子が満たされていて極めて安定しているため、最外殻電子数は8(ヘリウムは2)であっても「他と結合する手」がないため価電子数は0と数えます。この「最外殻電子と価電子の違い」を押さえることが第一歩です。

原子同士が共有結合を作るとき、互いに価電子を1個ずつ出し合って電子のペアを作ります。これが共有電子対です。一方で、もともとその原子の中で最初からペアを作っており、他の原子との結合に参加していない電子対を非共有電子対(英語ではlone pair=孤立電子対)と呼びます。

電子はマイナスの電気を帯びており本来は反発し合いますが、逆向きのスピン(自転のような性質)を持つ電子同士はエネルギー的に安定した「対(ペア)」を形成します。外殻にある電子のうち、すでにペアになって結合に使われないのが非共有電子対、手を取り合って結合を担っているのが共有電子対というシンプルな住み分けです。

清水 千尋
著者

清水 千尋

マーケティングと消費者心理のトレンドを分析し、現代のヒット商品の背景を読み解きます。